CN111954584B - 激光焊接方法以及激光焊接装置 - Google Patents

Abstract

对被测定的多个测定值进行相对比较，判定测定光(S)相对于激光(L)发生光轴偏离的光轴偏离方向。并且，通过使第1平行平板(26)以及第2平行平板(27)旋转，来使测定光(S)的照射位置移动，以使得测定光(S)的光轴成为与激光(L)的光轴大致同轴。

Description

激光焊接方法以及激光焊接装置

技术领域

本发明涉及激光焊接方法以及激光焊接装置。

背景技术

以往，已知通过直接测定焊接部的熔深，对焊接部的品质进行评价的激光焊接装置(例如，参照专利文献1)。

在专利文献1中，公开了如下结构：将激光和测定光重叠于同轴上并向焊接部的小孔(Keyhole)内部照射，使在小孔的底部反射的测定光经由分束器而入射到光干扰计。这里，在光干扰计中，由于能够对测定光的光路长进行测定，因此能够根据测定的光路长来将小孔的深度确定为焊接部的熔深。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2012-236196号公报

发明内容

-发明要解决的课题-

但是，例如，在分束器由于热量、振动或者其随时间变化等而变形、产生激光与测定光的光轴偏离的情况下，担心不能正确地确定小孔的深度。

具体地，小孔的底部的剖面在焊接方向的前方的部分成为熔入较浅的弯曲形状。这里，在测定光比激光更向焊接方向的前方光轴偏离的情况下，测定光不是向小孔的最深部而是向熔入比最深部浅的弯曲部分照射。因此，担心比小孔的实际的最深部浅的深度被测定。

本发明鉴于这种情况而作出，其目的在于，能够高精度地测定焊接部的熔深。

-解决课题的手段-

本公开的方式以通过激光来对焊接部进行焊接的激光焊接方法为对象，采用以下解决手段。

即，第1方式的特征在于，具备：

使所述激光以及波长与该激光不同的测定光重叠为同轴并向所述焊接部照射的步骤；

基于所述激光焊接中在所述焊接部反射的所述测定光，对该焊接部的熔深进行测定的步骤；

通过被测定的多个测定值的相对比较，判定所述测定光相对于所述激光发生光轴偏离的光轴偏离方向的步骤；和

进行修正以使得所述测定光的照射位置移动至以所述激光的光轴为中心的规定的区域内的步骤。

在第1方式中，对被测定的多个测定值进行相对比较来判定光轴偏离方向。并且，使测定光的照射位置移动至以激光的光轴为中心的规定的区域内。

由此，能够修正测定光相对于激光的光轴偏离，高精度地确定焊接部的熔深。

具体地，在测定光向比激光更靠焊接方向的前方光轴偏离的情况下，不是向焊接部的小孔的最深部，而是向熔入比最深部浅的部分照射测定光，比小孔的实际的最深部浅的深度被测定。

因此，确认测定光相对于激光在哪个方向光轴偏离，使测定光的照射位置移动至以激光的光轴为中心的规定的区域内，使激光和测定光重叠为大致同轴。

这样，通过进行调整以使得激光与测定光为大致同轴，能够抑制激光焊接中实际测定的测定值成为比小孔的实际的最深部浅的深度。

这里，所谓规定的区域内，例如设为以激光的光轴为中心的半径20～30μm的圆形状的区域内即可。

第2方式在第1方式中，其特征在于，

在对所述测定光的照射位置进行修正的步骤中，进行修正以使得该测定光的照射位置向比所述激光的光轴中心更靠焊接方向的后方移动。

在第2方式中，使测定光的照射位置向比激光的光轴中心更靠焊接方向的后方移动。

由此，能够抑制激光焊接中实际测定的测定值成为比小孔的实际的最深部浅的深度。

第3方式在第1或者第2方式中，其特征在于，

在对所述测定光的照射位置进行修正的步骤中，通过使配置于该测定光的光路上的平行平板旋转，来修正该测定光的照射位置。

在第3方式中，通过使平行平板旋转，能够将测定光的照射位置在对测定光的光轴偏离进行修正的方向修正。此外，若使用多片平行平板，相比于使用合计板厚相同的一片平行平板的情况，最大的修正量相同，但能够通过多片平行平板各自的旋转的组合来进行微小的位置调整。

第4方式在第1至第3方式之中的任一个方式中，其特征在于，

具备：在所述激光焊接中，进行调整以使得所述测定光的照射位置围绕在规定的焊接路径上移动的旋转中心进行移动的步骤。

在第4方式中，进行调整以使得测定光的照射位置围绕在焊接路径上移动的旋转中心进行移动。

由此，例如，若使测定光以及激光旋转移动并进行照射，则能够大范围地照射激光。

第5方式以通过激光来对焊接部进行焊接的激光焊接装置为对象，其特征在于，具备：

照射部，使所述激光以及波长与该激光不同的测定光重叠为同轴并向所述焊接部照射；

测定部，基于所述激光焊接中在所述焊接部反射的所述测定光，对该焊接部的熔深进行测定；

判定部，通过被测定的多个测定值的相对比较，判定所述测定光相对于所述激光发生光轴偏离的光轴偏离方向；和

照射位置修正部，进行修正以使得所述测定光的照射位置移动至以所述激光的光轴为中心的规定的区域内。

在第5方式中，对被测定的多个测定值进行相对比较来判定光轴偏离方向。并且，使测定光的照射位置移动至以激光的光轴为中心的规定的区域内。

由此，能够修正测定光相对于激光的光轴偏离，高精度地确定焊接部的熔深。

第6方式在第5方式中，其特征在于，

具备：照射位置调整部，在所述激光焊接中，进行调整以使得将所述测定光的照射位置围绕在规定的焊接路径上移动的旋转中心进行移动。

在第6方式中，进行调整以使得测定光的照射位置围绕在焊接路径上移动的旋转中心进行移动。

由此，例如，如果使测定光以及激光旋转移动并进行照射，则能够大范围地照射激光。

-发明效果-

通过本公开的方式，能够高精度地测定焊接部的熔深。

附图说明

图1是本实施方式所涉及的激光焊接装置的示意图。

图2是表示激光照射头的结构的示意图。

图3是表示激光、测定光、小孔的位置关系的侧面剖视图。

图4是表示产生了测定光的光轴偏离时的激光、测定光、小孔的位置关系的侧面剖视图。

图5是在未产生光轴偏离的情况和产生光轴偏离的情况下，比较熔深的测定结果的曲线图。

图6是表示用于确定测定光相对于激光的光轴偏离的方向的顺序的图。

图7是表示使激光以及测定光以圆轨道移动时的位置、和在该位置测定的熔深的关系的曲线图。

图8A是表示透射光学部件的激光的位置变化量的图。

图8B是表示透射光学部件的测定光的位置变化量的图。

图8C是表示激光以及测定光的位置变化量之差的图。

图9是表示通过两片平行平板来修正光轴偏离的状态的图。

图10是表示对测定光相对于激光的光轴偏离进行修正的状态的图。

图11是表示使测定光在以激光的光轴为中心的规定的区域内移动的状态的图。

图12是表示使测定光向比激光的光轴中心更靠焊接方向的后方移动的状态的图。

图13是表示焊接部的熔深的测定动作的流程图。

图14是表示本实施方式2所涉及的激光照射头的结构的示意图。

图15是将激光以旋转轨道向焊接对象物照射时的焊接部的侧面剖视图。

具体实施方式

以下，基于附图来说明本发明的实施方式。另外，以下的优选的实施方式的说明本质上仅仅是示例，并不意图限制本发明、其应用物或者其用途。

如图1所示，激光焊接装置10具备：输出激光L的激光振荡器11、输出测定光S的光干扰计12、将激光L以及测定光S向焊接对象物30照射的激光照射头20(照射部)、安装有激光照射头20并使激光照射头20移动的机器人18、以及对激光照射头20和机器人18的动作进行控制来进行激光焊接的控制装置16。

激光振荡器11基于来自控制装置16的指令，输出激光L。激光振荡器11与激光照射头20通过光纤19而连接。激光L经由光纤19，从激光振荡器11向激光照射头20传送。

光干扰计12具有：输出波长与激光L不同的测定光S的测定光振荡器13、和对后述的焊接部35的熔深进行测定的测定部14。测定光振荡器13基于来自控制装置16的指令，输出测定光S。光干扰计12与激光照射头20通过光纤19而连接。测定光S经由光纤19，从光干扰计12向激光照射头20传送。

激光照射头20被安装于机器人18的臂前端部分，基于来自控制装置16的指令，将激光L以及测定光S在焊接对象物30成像。

机器人18基于来自控制装置16的指令，使激光照射头20移动到被指定的位置，扫描激光L以及测定光S。

控制装置16与激光振荡器11、光干扰计12、机器人18连接，除了控制激光照射头20的移动速度，还具备对激光L的输出开始、停止、激光L的输出强度等进行控制的功能。详细后述，但控制装置16具有基于由测定部14测定的多个测定值来对焊接部35的熔深进行判定的判定部17。

焊接对象物30具有上下被重叠的上侧金属板31和下侧金属板32。激光焊接装置10通过向上侧金属板31的上表面照射激光L，来将上侧金属板31与下侧金属板32焊接。

这里，在本实施方式所涉及的激光焊接装置10中，能够与激光焊接同时地进行焊接部35的熔深的测定。

具体地，如图2所示，激光照射头20具有：将激光L和测定光S耦合为同轴的光束的分束器25、激光L以及测定光S透射的准直透镜21以及聚焦透镜22、第1平行平板26、第2平行平板27。

分束器25是二向色镜，被设定使其透射/反射的波长，以使得将来自激光振荡器11的激光L透射，将来自光干扰计12的测定光S反射。

此时，为了通过分束器25来将激光L和测定光S充分分离，期望将激光L与测定光S的波长差设为100nm以上。此外，在本实施方式中，将激光L的光斑直径设为700～800μm，将测定光S的光斑直径设为100μm。

第1平行平板26以及第2平行平板27被连接于未图示的马达，按照来自控制装置16的指令而旋转。

从激光振荡器11输出的激光L通过光纤19而被送至激光照射头20。进入到激光照射头20的激光L透射分束器25。

另一方面，从光干扰计12输出的测定光S通过光纤19而被送至激光照射头20。进入到激光照射头20的测定光S通过分束器25，被重叠于与激光L同心/同轴上。被重叠为同轴的激光L与测定光S通过准直透镜21而被平行化，通过聚焦透镜22而被聚光。

被聚焦透镜22聚光的激光L以及测定光S通过被控制装置16控制的第1平行平板26以及第2平行平板27，激光L以及测定光S的照射位置(焦距)被决定，向焊接对象物30的焊接部35照射激光L以及测定光。

此时，激光照射头20通过使第1平行平板26以及第2平行平板27旋转，能够使其旋转并移动以使得激光L与测定光S为圆轨道。换句话说，第1平行平板26以及第2平行平板27构成可变更激光L以及测定光S的照射位置的照射位置修正部。

此外，通过机器人18，使激光照射头20移动，从而能够在焊接对象物30中的焊接区域使激光L以及测定光S的照射位置移动。

如图3所示，在激光焊接装置10中，在对具有上侧金属板31和下侧金属板32的焊接对象物30的焊接部35进行焊接时，从焊接对象物30的上方向上侧金属板31的上表面照射激光L。

激光L所照射的焊接部35从其上部熔融并在焊接部35形成熔池36。在焊接部35熔融时，熔融金属从熔池36蒸发，由于在蒸发时产生的蒸气的压力导致形成小孔37。这里，将熔池36和小孔37一并作为焊接部35处理。在熔池36的焊接方向的后方，熔池36凝固从而形成凝固部38。

此时，从光干扰计12出射的测定光S通过分束器25，与来自激光振荡器11的激光L重叠于同心/同轴上，向小孔37的内部照射。被照射的测定光S在小孔37的底部37a反射，经由分束器25，入射至光干扰计12。

入射至光干扰计12的测定光S的光路长通过测定部14而测定。在测定部14中，根据测定的光路长，将小孔37的深度确定为焊接部35的熔深。在激光焊接装置10中，基于确定的熔深，判断焊接部35的优劣。

通过以上的结构，激光焊接装置10能够同时进行熔深测定功能和激光焊接功能。

另外，例如，可能分束器25由于热量、振动或者其随时间变化等而变形、产生激光L与测定光S的光轴偏离。并且，在产生激光L与测定光S的光轴偏离的情况下，光干扰计12可能将小孔37的深度测定为比实际的深度浅，不能高精度地测定熔深。

具体地，小孔37是在焊接部35熔融的金属蒸发、通过蒸发时的蒸气的压力而形成的。形成的小孔37的形状根据激光L的照射时间、熔池36的状态而变化。

这里，激光照射头20的移动速度(焊接速度)越快，小孔37的焊接方向的前方的内壁部越表现出成为向小孔37的后方弯曲的形状的趋势。因此，为了减少小孔37的底部37a的弯曲部分的曲率，优选适当地设定激光焊接速度。

但是，即使适当地设定激光焊接速度，也难以使小孔37的开口直径与底部37a的孔径大致相等，在小孔37的焊接方向的前方的内壁部，产生熔入较浅的弯曲形状。

因此，如图4的假想线所示，在测定光S相对于激光L向焊接方向的前方光轴偏离的情况下，小孔37的底部37a的位置与测定光S的光斑的中心的位置变得不一致，会产生测定光S未照射至底部37a的状态。

在测定光S未照射至底部37a的状态、例如测定光S相对于激光L向焊接方向的前方光轴偏离从而测定光S向小孔37的前侧的内壁部照射的状态下，将测定光S反射的位置设为底部37a的位置，光干扰计12对小孔37的深度进行测定。

换句话说，如果测定光S未照射至底部37a，则光干扰计12将小孔37的深度测定为比实际的深度浅。在图4所示的例子中，测定比小孔37的实际的深度Dmin浅的深度D。这样，根据比实际的深度浅地测定的小孔37的深度，不能高精度地进行焊接部35的检查。

以下，说明在未产生光轴偏离的情况和产生光轴偏离的情况下，焊接部35的熔深、即小孔37的深度的测定值如何变化。

在图4所示的例子中，上侧金属板31的板厚是1mm，下侧金属板32的板厚是4.3mm，测定光S的光轴比激光L的光轴向焊接方向的前方偏离100μm。

图5是作为距焊接对象物30的表面或者作为基准的假想面的、焊接部35的熔深，测定小孔37的深度时的曲线图。如图5所示，在使其向产生光轴偏离的方向移动并测定熔深的情况下，小孔37的深度的测定值在3mm附近推移。与此相对地，在未产生光轴偏离的情况下，小孔37的深度的测定值在4mm附近推移。

另外，测定值变浅是由于测定光S相对于激光L向焊接方向的前方光轴偏离的情况，因此例如在测定光S向激光L的焊接方向的后方、左右方向光轴偏离的情况下，小孔37的深度的测定值在4mm附近推移。

<光轴偏离方向的判定方法>

因此，在本实施方式中，为了确认测定光S相对于激光L在哪个方向光轴偏离，在激光焊接装置10的启动时等，使激光L以及测定光S的照射位置以圆轨道移动并进行激光焊接。

如图6所示，激光焊接装置10针对焊接对象物30，沿着图6中心线所示的圆形状的焊接路径进行激光焊接。以下，例如，将圆形状的焊接路径上的图6的下部位置设为作为判定的开始位置的基点的0°位置，使激光照射头20本身以图6的X点为中心以规定的半径(例如，50～70mm)在作为顺时针方向的焊接方向以圆轨道的轨迹移动并进行激光焊接。此外，在图6所示的例子中，测定光S相对于激光L向右斜前45°方向光轴偏离。

首先，使激光L以及测定光S的照射位置沿着圆形状的焊接路径在顺时针方向移动并进行激光焊接。此时，在从开始基点的0°位置到再次返回到0°位置的期间，测定焊接部35的熔深。

并且，在判定部17中，通过对激光焊接中被测定的多个测定值进行相对比较，来判定测定光S的光轴偏离方向。

具体地，在激光L以及测定光S从圆形状的焊接路径的0°位置向90°位置移动的期间，测定光S的照射位置位于比激光L的光轴更靠焊接方向的后方。因此，如图7所示，在从焊接路径的0°位置到90°位置的区间，焊接部35的熔深以大致一定的值推移。

接下来，激光L以及测定光S从焊接路径的90°位置向180°位置移动的期间，测定光S的照射位置位于比激光L的光轴更靠焊接方向的前方。因此，如图7所示，在从焊接路径的90°位置到180°位置的区间，焊接部35的熔深被测定比从0°位置到90°位置的区间小的值。

此外，在激光L以及测定光S从焊接路径的180°位置向270°位置移动的期间、和从270°位置向360°位置(0°位置)移动的期间，测定光S的照射位置位于比激光L的光轴更靠焊接方向的后方。因此，如图7所示，在从焊接路径的0°位置向90°位置的区间，焊接部35的熔深以大致一定的值推移。

这里，若观察图7的曲线图，则激光L以及测定光S在焊接路径的135°位置附近移动时，被测定最小值。由此可知，在通过焊接路径的135°位置时，在相对于激光L的光轴为焊接方向的前方的方向、即测定光S相对于激光L在右斜前45°方向发生光轴偏离。

这样，在激光焊接装置10的启动时等，即使不知道测定光S相对于激光L的光轴偏离的方向的情况下，也能够通过对被测定的多个测定值进行相对比较，判定测定光S相对于激光L相对地发生光轴偏离的光轴偏离方向。

<光轴偏离的修正方法>

并且，在进行了这样的光轴偏离方向的判定之后，在实际开始激光焊接之前，进行修正以使得测定光S的光轴为与激光L的光轴大致同轴。

以下，使用图8A～图8C来说明用于对测定光S的光轴偏离进行修正的修正方法。如图8A以及图8B所示，激光L与测定光S的波长不同，在本实施方式中，将激光L的波长λ1设为975nm，将测定光S的波长λ2设为1300nm。

在以下的说明中，使板厚t/2的第1平行平板26以及第2平行平板27重叠，为了容易说明，将作为激光L以及测定光S透射的平行平板的合计板厚t的计算上的部件称为光学部件28。在该情况下，第1平行平板26与第2平行平板27的厚度的合计为合计板厚t，根据平行平板的合计板厚来决定最大修正量。

这里，若激光L以及测定光S透射光学部件28，则由于空气的折射率n(＝1)与光学部件28的折射率n1、n2的不同，产生折射角

并且，根据该折射角

位置变化量d1、d2变化。

这里，由于折射率n1、n2取决于光的波长，因此由于激光L以及测定光S的波长差，折射角

产生变化。伴随于此，如图8C所示，产生激光L以及测定光S的光轴偏离量d1-d2。

以下，对光轴偏离量d1、d2的求取方法进行说明。如图8A所示，激光L的波长λ1为975nm时，光学部件28的折射率n1为1.451。另外，折射率n1根据光学部件28的材质而不同，但在本实施方式中，例如，通过合成石英的折射率来计算。此外，将激光L向光学部件28的入射角

设为45°。此外，将作为计算上的合计板厚t的光学部件28的厚度t设为40mm。

这里，通过斯内尔的法则，可得到下述(1)式。

并且，根据(1)式，可计算折射角

此外，位置变化量d1能够通过下述(2)式来计算。

并且，基于通过(1)式而计算出的折射角

和(2)式，可计算位置变化量d1＝12.4995[mm]。

接下来，如图8B所示，测定光S的波长λ2为1300nm时，光学部件28的折射率n2为1.447。另外，折射率n2根据光学部件28的材质而不同，但在本实施方式中，例如通过合成石英的折射率来计算。此外，将激光L向光学部件28的入射角

设为45°。此外，将作为计算上的合计板厚t的光学部件28的厚度t设为40mm。

这里，根据斯内尔的法则，可得到下述(3)式。

并且，根据(3)式，可计算折射角

此外，位置变化量d2能够通过下述(4)式来计算。

并且，基于通过(3)式而计算的折射角

和(4)式，可计算位置变化量d2＝12.4422[mm]。

接下来，如图8C所示，若使激光L以及测定光S重叠为同轴的状态下使光学部件28透射，则如之前计算那样，产生光轴偏离。此时的光轴偏离量d1-d2为57.3μm。

这样，由于激光L以及测定光S的波长差，在透射光学部件28时，产生57.3μm的光轴偏离。因此，在本实施方式中，通过应用基于这样的光学部件28的位置变化量，来对被确定的光轴偏离方向进行修正。

具体地，如图9所示，使第1平行平板26与第2平行平板27旋转，进行调整以使得在与被确定的光轴偏离方向相反的方向产生基于波长差的光轴偏离。由此，如图10中所示，测定光S的照射位置变化为向激光L的光轴中心移动，激光L与测定光S被修正为大致同轴。

这样，能够修正测定光S相对于激光L的光轴偏离，高精度地确定焊接部35的熔深。

另外，在图10所示的例子中，进行修正以使得测定光S的光轴成为与激光L的光轴大致同轴，但并不限定于该方式。

例如，也可以如图11所示，进行修正以使得作为测定光S的照射位置的测定光S的光轴移动至以激光L的光轴为中心的规定的区域40内(图11中阴影所示的区域)。另外，在图11所示的例子中，将阴影所示的区域40的大小夸张地描绘为比测定光S的光斑直径相对大，但实际上，相对于测定光S的光斑直径为100μm，为半径20～30μm左右的圆形状的区域40。

由此，即使测定光S的光轴相对于激光L的光轴稍微偏离，若测定光S的光轴位于规定的区域40内，则能够抑制测定值的偏差。

此外，例如，如图12所示，也可以进行修正以使得测定光S的照射位置移动至比激光L的光斑直径上的激光L的光轴中心更靠焊接方向的后方的区域41。换句话说，由于仅在测定光S相对于激光L位于焊接方向的前方的情况下，测定值被较小测定，因此通过使其位于焊接方向的后方的区域41，能够抑制测定值的偏差。

以下，使用图13的流程图来说明焊接部35的熔深的测定动作。如图13所示，首先，在步骤S101中，在激光照射头20中使激光L和测定光S重叠为同轴并向焊接部35照射，进入到步骤S102。

在步骤S102中，使激光L以及测定光S的照射位置沿着圆形状的焊接路径移动，并基于在焊接部35反射的测定光S来测定焊接部35的熔深，进入到步骤S103。

在步骤S103中，在判定部17中，对沿着圆形状的焊接路径使其移动并测定的多个测定值进行相对比较，判定测定值是否存在偏差。在步骤S103中的判定为“是”的情况下，分支为步骤S104。在步骤S103中的判定为“否”的情况下，分支为步骤S105。

在步骤S104中，基于多个测定值之中最小的测定值被测定的方向，判定测定光S相对于激光L发生光轴偏离的光轴偏离方向，进入到步骤S106。

在步骤S105中，判定为未产生光轴偏离，结束处理。

在步骤S106中，使第1平行平板26以及第2平行平板27旋转，进行调整以使得在与被确定的光轴偏离方向相反的方向，产生基于激光L与测定光S的波长差的光轴偏离，从而修正光轴偏离，并结束处理。

由此，即使在测定光S相对于激光L光轴偏离的情况下，也能够通过第1平行平板26以及第2平行平板27来修正光轴偏离，高精度地确定焊接部35的熔深。

《实施方式2》

图14是表示本实施方式2所涉及的激光照射头的结构的示意图。以下，对与所述实施方式1相同的部分赋予相同的符号，仅对不同点进行说明。

如图14所示，激光照射头20具有：将激光L和测定光S耦合为同轴的光束的分束器25、激光L以及测定光S透射的准直透镜21以及聚焦透镜22、第1平行平板26、第2平行平板27、第3平行平板29。

第1平行平板26以及第2平行平板27被用于使其旋转、使其旋转移动(旋转轨道)以使得激光L与测定光S成为圆轨道。换句话说，第1平行平板26以及第2平行平板27构成可变更激光L以及测定光S的照射位置的照射位置调整部。

另外，通过调整第1平行平板26以及第2平行平板27的旋转，除了旋转轨道，也能够以圆形状、椭圆形状、四边形状等的各种轨道进行焊接。

第3平行平板29如所述实施方式1中说明那样，被用于修正测定光S相对于激光L的光轴偏离。

激光焊接装置10针对焊接对象物30，螺旋状地照射激光L以及测定光S并且以使光束斑点在焊接方向相对移动的旋转轨道照射激光L以及测定光S，来对焊接对象物30进行焊接。此时，使第3平行平板29旋转，进行测定光S相对于激光L的光轴偏离修正。

另外，所谓旋转轨道，是指使基于照射的激光L以及测定光S的光斑以圆形状的轨道移动并在焊接方向移动的激光L以及测定光S的轨道，换言之，是指在焊接方向，激光L以及测定光S的轨迹旋转并相对地进行直线移动的轨道。

此外，在激光L的旋转轨道的旋转直径较大(例如，

以上)的情况下，如图15所示，可能焊接部35的熔深产生差别，焊接部35的底部的剖面形状为振幅较大的波浪状。

具体地，若激光L的旋转轨道的旋转直径较小，则热输入区域较窄，因此焊接部35的熔深较深的部分与较浅的部分的差较小，焊接部35的底部的剖面形状为振幅较小的波浪状。

与此相对地，存在如下趋势：激光L的旋转轨道的旋转直径越大，热输入区域越广，焊接部35的熔深整体上越浅。并且，热输入区域越广，高热输入区域、低热输入区域被放大，焊接部35的熔深较深的部分与较浅的部分被放大。并且，在熔深较浅的部分，担心焊接强度不足，因此需要高精度地测定熔深。

这里，在本实施方式2中，使用第1平行平板26以及第2平行平板27，将激光L以旋转轨道进行照射，并且使用第3平行平板29来修正测定光S相对于激光L的光轴偏离。

这样，通过根本上消除或者减少测定光S相对于激光L的光轴偏离，能够在未产生测定光S相对于激光L的光轴偏离的状况下，在激光L的旋转轨道的整个区域实施焊接部35的熔深的测定。

由此，能高精度地测定焊接部35的熔深较深的部分和较浅的部分这两方。

《其他的实施方式》

关于所述实施方式，也可以设为以下结构。

在本实施方式中，为了判定光轴偏离方向，沿着圆形状的焊接路径来使激光L以及测定光S的照射位置移动并进行激光焊接，但并不限定于该方式。例如，也可以沿着四边形状、其他的多边形状的焊接路径来使其移动。此外，激光L以及测定光S的照射位置的移动方向可以是顺时针方向，也可以是逆时针方向。

此外，在本实施方式中，通过使用了平行平板等的光学部件的激光照射头20、机器人18来使激光L以及测定光S的照射位置移动，但若能够变更激光照射位置以使得通过螺旋状的轨迹，则也可以使用用于扫描激光L的振镜(Galvana)扫描仪等的光学装置。

此外，在本实施方式中，将多个测定值之中最小的测定值被测定的方向判定为光轴偏离方向，但并不限定于此。例如，也可以对多个测定值与规定的基准值进行比较，将测定出比基准值小的测定值的方向判定为光轴偏离方向。

此外，在本实施方式中，使用第1平行平板26以及第2平行平板27这两片，使激光L以及测定光S的照射位置移动，但例如也可以不是多片平行平板的组合，而是使用多片平行平板的板厚的计算上的合计板厚相同的一片平行平板，来使激光L以及测定光S的照射位置移动。

此外，在本实施方式2中，将第1平行平板26以及第2平行平板27用于旋转轨道，将第3平行平板29用于光轴偏离修正，若将第1平行平板26、第2平行平板27以及第3平行平板29这三片都用于光轴偏离修正，相比于使用合计板厚相同的一片或两片平行平板的情况，最大的修正量也相同，但通过三片以上的多片平行平板各自的旋转的组合，能够进行更加微小的分辨率下的位置调整。

此外，在本实施方式2中，将第3平行平板29与第1平行平板26以及第2平行平板27排列为同轴来配置，但若是测定光S的光路上，则可以是任意位置。例如，也可以配置于分束器25的近前侧、即分束器25与光干扰计12之间。

产业上的可利用性

如以上说明那样，本发明可得到能够高精度地测定焊接部的熔深这一实用性高的效果，因此非常有用且产业上的可利用性高。

-符号说明-

10 激光焊接装置

14 测定部

17 判定部

20 激光照射头(照射部)

26 第1平行平板(照射位置修正部、照射位置调整部)

27 第2平行平板(照射位置修正部、照射位置调整部)

29 第3平行平板(照射位置修正部)

35 焊接部

40 区域

41 区域

L 激光

S 测定光。

Claims (4)

1.一种激光焊接方法，通过激光来对焊接部进行焊接，所述激光焊接方法具备：

使所述激光以及波长与该激光不同的测定光重叠为同轴并向所述焊接部照射的步骤；

基于所述激光焊接中在所述焊接部反射的所述测定光，测定该焊接部的熔深的步骤；

通过被测定的多个测定值的相对比较，判定所述测定光相对于所述激光发生光轴偏离的光轴偏离方向的步骤；

进行修正以使得所述测定光的照射位置移动至以所述激光的光轴为中心的规定的区域内的步骤；和

在所述激光焊接中，进行调整以使得所述测定光的照射位置围绕在规定的焊接路径上移动的旋转中心进行移动的步骤。

2.根据权利要求1所述的激光焊接方法，其中，

在修正所述测定光的照射位置的步骤中，进行修正以使得该测定光的照射位置向比所述激光的光轴中心更靠焊接方向的后方移动。

3.根据权利要求1或者2所述的激光焊接方法，其中，

在修正所述测定光的照射位置的步骤中，通过使配置于该测定光的光路上的平行平板旋转，来修正该测定光的照射位置。

4.一种激光焊接装置，通过激光来对焊接部进行焊接，所述激光焊接装置具备：

照射部，使所述激光以及波长与该激光不同的测定光重叠为同轴并向所述焊接部照射；

测定部，基于所述激光焊接中在所述焊接部反射的所述测定光，测定该焊接部的熔深；

判定部，通过被测定的多个测定值的相对比较，判定所述测定光相对于所述激光发生光轴偏离的光轴偏离方向；

照射位置修正部，进行修正以使得所述测定光的照射位置移动至以所述激光的光轴为中心的规定的区域内；和

照射位置调整部，在所述激光焊接中，进行调整以使得所述测定光的照射位置围绕在规定的焊接路径上移动的旋转中心进行移动。

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